单喷嘴顶置粉煤气化炉热态数值模拟及烧嘴头部受热分析

郭 伟，匡建平



单喷嘴顶置粉煤气化炉热态数值模拟及烧嘴头部受热分析

郭 伟1，匡建平2

（1. 神华宁夏煤业集团 煤炭化学工业分公司， 宁夏 灵武 750411； 2. 中国船舶重工集团公司 第七一一研究所， 上海 201108）

气化炉和烧嘴的匹配性是气化效率高效与否的关键。针对粉煤气化炉流场特性进行模拟研究，对单喷嘴顶置粉煤气化炉进行不同工况条件下的热态数值模拟及嘴头部受热状况进分析，结果证明烧嘴头部和气化炉燃烧室温度分布能够满足长周期运行的要求，为装置的实际运行提供理论研究依据。

粉煤气化；烧嘴；数值模拟；受热分析

煤气化是煤化工的先导技术，粉煤气化以其高碳转化率和高冷煤气效率日益得到重视，其中单喷嘴顶置的干煤粉气化技术主要有航天粉煤加压气化技术和GSP干煤粉加压气化技术。近年来中国在研究、开发、消化引进煤气化技术方面进行了大量工作，随着上述两种技术在气化炉水冷壁易超温烧损、烧嘴运行时间短燃烧效果不佳、气化炉连续运行时间不长等问题上取得突破，及在国内大规模工业装置的成功运行，也正在得到市场越来越广泛的认可和肯定。

单喷嘴顶置粉煤气化技术的关键是煤粉烧嘴必须满足气化炉长周期、高效、稳定运行的要求。由于气化炉热态运行时烧嘴头部区域所处的环境较为恶劣，既要受到炉内高温烟气的辐射换热和对流换热，又要受到高温融渣的冲刷。如果不能合理设计烧嘴的冷却水结构，合理组织烧嘴前流场的流动形式，将直接影响到烧嘴的使用寿命，影响到气化炉的正常运行[1-5]。……